湖南软件职业学院毕业设计赵玲玲.docx
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湖南软件职业学院毕业设计赵玲玲
《企业组网》课程设计
题目:
无线校园网的规划与设计
学生姓名:
赵玲玲
班级名称:
网络084
学号:
20081060423
任课教师:
夏西平
系部名称:
网络工程系
完成日期：
2010.12.4
摘要：
随着我国教育行业信息化工作的逐步深入，如何建设安全可靠、经济适用、可持续发展的校园网络，如何为未来数字化教育发展培养信息化人才，已经成为所有教育单位关注的焦点。
随着校园网络信息化的普及，校园内越来越要求尽可能方便、快速、移动式的使用网络，同时，随着笔记本电脑的普及，越来越多网络访问将走出有线网络的场合，以及如室外广场、大型教室、礼堂、会议室、图书馆体育场馆等场所，也同样要求能够访问校园网络，这对于校园网的管理者和建设者来说，是急需思考与解决的问题。
这对于笔记本电脑用户数量颇为庞大的北京某高校来说，更是个迫在眉睫的课题。
经过严格测试与甄选，最终“相中”了锐捷网络的STWN（安全可信无线网络）整体解决方案，成功构建了快速、高效、无盲区、高安全、易管理的无线校园网络。
其从网络设计、规划、实施的整个过程，对于国内高校建设无线校园网络有很好的借鉴意义,然而无线网络为校园网建设提出了新的可行的思路。
无线局域网标准IEEE802.11g、b能够与现有的计算机网络进行平滑无缝的连接，并能与现有的计算机网络和终端设备互联，与有线网络资源具有良好的兼容性和整合性。
关键字：
无线局域网，无线接入网，校园网络布线；校园网络管理
目录
摘要I
一、无线局域网的定义1
二、项目设计原则2
2.1本系统需遵循以下原则2
2.2项目特点3
三、需求分析4
3.1发展现状4
3.2目标需求4
3.3功能需求5
3.4应用需求5
四、总体设计6
4.1主干网设计6
4.2图书馆网络设计6
4.3宿舍局域网设计7
4.4教学楼区网络设计8
4.5学院礼堂网络8
五、无线校园网解决方案9
六、构建无线校园网络的基础架构10
七、无线校园网络的定位与应用11
7.1、无线校园网的定位11
7.2、无线校园网络的实施方案12
八、无线校园网络的发展前景14
参考文献16
一、无线局域网的定义
无线局域网络WLAN（WirelessLocalAreaNetworks）是利用射频（RF）技术在空气中发送和接受数据，无需线缆介质，是一个相当便利的数据传输系统。
它是计算机网络与无线通信技术相结合的产物，使用无线信道来接入网络，为通信的移动化，个人化和多媒体应用提供了传输实现手段，并成为宽带接入网络的有效方案。
无线网络取代了传统介质构成局域网络，提供有线局域网络的所有功能。
无线局域网的数据传输速率现已经能够稳定达到11MB/S，最新协议可以将无线传输的速度提高到54MB/S，传输距离可以达到20KM以上。
但根据目前的技术情况，无线局域网络不是用来取代有线局域网络，而是用来弥补有线局域网络的不足，以达到网络延伸的目的和追求。
目前，与有线局域网相比较，无线局域网具有开发运营成本低、时间短，投资回报快，易扩展，受自然环境、地形及灾害影响小，组网灵活快捷等优点。
无线局域网除能传输语音信息外，还能顺利地进行图形、图像及数字影像等多种媒体的传输。
而且随着ATM无线局域网的投入使用，其数据传输率将达到20M～25Mbps，可更好地满足用户的需求。
1、组网速度快、工程周期短，开发、运营成本低
在网络建设当中，网络布线的施工一般情况下是施工周期最长、对周边环境影响最大的。
在施工程时，往往需要破墙掘地、穿线架管。
而无线局域网最大的优点就是减少了繁杂的网络布线的工作量，一般只要安放一个或多个接入点AP（AccessPoint无线Hub）设备就可建立覆盖整个建筑或地区的局域网络，减少了对布线的需求和与布线相关的一些开支，还可以为用户提供灵活性更高、移动性更强、扩充性更方便的方式。
2、使用灵活，具有高移动性
无线局域网络，通信范围不受环境条件的限制，拓宽了网络的传输范围。
在有线网络中，网络设备的安放位置受网络信息的限制。
无线局域网可以使用网络设备的位置选择变得更为容易，只要无线网的信号覆盖区域内，任何一个位置都可以接入网络。
3、扩展能力强，管理方便
在已有无线网络的基础上，只需通过增加AP（无线接入点）及相应的软件设置即可对现有网络进行有效扩展。
同时，相对于有线网络，无线局域网的组建、配置和维护较为容易，一般的计算机教师和工作人员都可以胜任网络的管理工作。
4、抗干扰性强，安全性能高
无线局域网采用特定的带宽频率传输信号，减少了外界信号的干扰，增强传输代码的可靠性，减少误码和错码的出现提高了抗干扰性。
另外，无线局域网以空气为介质，传输的信号可跨越很宽的频段，数据不容易被窃取，保证了网络传输的安全性，同时无线局域网采取网络隔离及网络认证措施；无线局域网设置有严密的用户口令及认证措施，防止非法用户入侵；同时，无线局域网设置附加的第三方数据加密方案，即使信号被盗听也难以理解其中的内容。
对于有线局域网中的诸多安全问题，在无线局域网中基本上可以避免。
5、受自然环境、地形及灾害影响小。
无线网络由于本身特点，可根据客户需求灵活定制网络环境，覆盖范围大，几乎不受地理环境制约。
二、项目设计原则
2.1本系统需遵循以下原则
1标准化：
遵循EIA/TIA568要求，并符合国内现行通用的电气标准。
2开放性和兼容性：
整个布线体系的接口要全部采用国际标准，能连接不同厂家不同型号的计算机、交换机、传真机及其他电子设备终端，并且能支持不同的网络结构及应用。
3先进性：
当今计算机网络技术发展日新月异，把握不准方向则可能导致在很短的时间内技术落伍，从而面临被淘汰的危险。
因此在坚持实用性的前提下尽量采用国际先进成熟的网络技术和设备，以适于未来的发展和需要，做到一次规划长期受益。
4可靠性：
本设计中所应用的产品都要求是经国际权威机构认证并经过严格考验的材料。
5实用性和经济性：
从保护原有的设备投资和能够完全满足现实需求的角度出发，充分集成现有的各种计算机和网络设备，使建设的系统适用、安全、可靠且易管理、维护和扩展，具有最高的性价比。
6易用性：
网络系统的硬件设备和软件程序易于安装、管理和维护。
各种主要网络设备，比如核心交换机、汇聚交换机、接入交换机、服务器、大功率长延时UPS等设备均支持流行的网管系统，以方便用户管理、配置网络系统。
7可扩展性：
本设计为网络的进一步发展留有扩展的余地，因此我们选用主流产品和技术。
我们选择兼容性好的产品，以便后期扩展。
8安全性：
包括两个方面：
网络用户级的安全性，数据传输级的安全性。
网络用户级的安全性应在网络的操作系统中予以考虑，而数据传输的安全性则必须在网络传输时解决。
在网络设计中，既要考虑信息资源的充分共享，更要注意信息的保护和隔离，因此系统应分别针对不同的应用和不同的网络通信环境，采取不同的措施，包括端口隔离、路由过滤、防DDoS拒绝服务攻击、防IP扫描、系统安全机制、多种数据访问权限控制等，有多种的保护机制，如划分VLAN、IP/MAC地址绑定（过滤）、ACL、路由过滤、防DDoS拒绝服务攻击、防IP扫描、802.1x认证机制、SSH加密连接等具体技术提升整个网络的安全性。
2.2项目特点
●全覆盖：
以802.11g模式覆盖整个校园，可保证被覆盖需求的网络访问流畅。
提供数据接入业务，让学校师生体会到无线局域网给教师的教学和学生的学习带来的好处。
●可管理：
由于校园有线网络已经建成，统一的网络管理已经投入使用，本次建成的无线网络，将可以很好的融合进现有校园管理系统中，对无线网内用户和无线接入点/网桥进行统一管理。
●安全性：
充分考虑网络的安全性，原有网络系统已经具备多种安全防御能力，建成的无线网络很好的融合进原有网络安全解决方案体系中，并根据无线网络的安全技术特征，补充为具有多层次的安全保护措施，以满足用户身份鉴别、访问控制、可稽核性和保密性等要求。
●可扩充性：
在校园网络规模不断发展的情况下，无线网络可满足在不改变主体架构与大部分设备的前提下，平滑实现升级和扩充，降低原有网络的硬件投资，并保证扩展后的系统可用性与稳定性。
●与认证计费系统的融合：
校园原有的认证计费系统架构已经稳定的运行，在新建成的无线网络中，作为网络接入层的有效补充，能够完全融合进原有认证计费体系，支持今后全网对所有用户的上网控制、认证与计费的持续运营。
●多种服务的支持：
基于校园级网络的未来可持续发展，采用的无线产品均具备可适应未来发展校园级无线宽带应用（如无线语音应用、无线视频会议应用、无线多媒体通信应用等）的需要，并提供低成本的无缝升级和前后兼容。
三、需求分析
3.1发展现状
据一项调查表明，截至目前，我国已经有15.1%的高校建有无线校园网，但绝大多数都属于试验性质，并没有广泛开放给学生使用。
同时有36.2%的高校计划建设无线校园网，两项合计达到了51.3%。
调查同时表明，国内大学中希望购买笔记本电脑的学生达到67.2%，在这些学生中又有80％左右希望通过分期付款方式购买。
笔记本校园是当代大学生的切实呼唤，无线互联网技术从上世纪90年代末发展至今，已经趋于成熟，最高速率已经达到54M，并实现了漫游认证。
实际上，IBM、三星等电脑厂商每年都分两次（暑假、寒假）向大学生提供非凡优惠折扣的笔记本电脑，大大提高了部分地区大学生的电脑普及率和学习效率。
目前，无线校园局域网在国内高校已经被越来越多的用户接受，北京大学、北京第二外国语学院、上海同济大学、西安交通大学、武汉大学、华中科技大学、东北大学东软信息学院等相继采用了无线方式搭建或者补充校园网。
无论是校园内部信息点的分布设计、校园内建筑物间的网络连接，还是学校本部和分部的联网，无线网络技术都能发挥作用。
此外，无线网络环境的引入，也为崭新的无线多媒体提供了应用平台，将教育信息化建设引入新的天地。
3.2目标需求
学校：
优化管理体制，实现资源合理配置，节约不必要开支，投入教学、科研及校园设施；加速科研成果转化，开展对外合作、交流；承办各种技能培训、考核，扩大知名度；开办远程教育；加强师生素质培养；
教师：
获取信息；提高业务水平及自身素质；进行科研及项目开发；对外学术交流；加强与学生的交流；便利的校园生活服务；
学生：
获取信息，拓宽知识面；提高专业水平，随时得到教师指导；广泛的交流；学习与实践相结合；丰富多彩的校园生活及发挥才能的机会；便利的校园生活服务；
3.3功能需求
建立校园网络，连接每间教室、办公室，实现资源共享；
建立VOD（视频点播）、COD（课件点播）系统，实现40个教学班能随时进行多媒体教学；
建立视频广播系统，实现校园闭路电视系统的功能；
发挥计算机在教学中的作用，实现多媒体课件制作网络化，逐步实现教师备课电子化、多媒体化。
建立网络化、自动办公系统，实现教育教学管理自动化；
建立通信系统，利用电子邮件、BBS等实现现代化通信；
建立网络安全系统，实现不同身份登陆获得不同访问权限。
3.4应用需求
息流分析
在校园网中发生的信息流主要包括三个部分：
教学过程信息流和管理过程信息流以及Internet信息流。
教学过程数据流大多为多媒体数据，包括高质量的图像、图形、数据、实时话音和视频流传输等。
管理过程信息流包括：
教学教务管理信息流和行政办公信息流。
教学教务管理信息流通过在校园网上运行的综合信息管理系统，学校的教学管理和日常的管理实现办公自动化，如学生学籍管理、课程安排、人事管理、财务管理、固定资产管理等，同时可在网上进行信息发布。
Internet信息流主要建立在宽带、结构简化、综合业务应用齐全的IP基础网上或区域教育城域网上，提供教育城域网或广域网资源信息的传递和共享。
此类数据流为载有语音、数据和视频信息的IP流。
四、总体设计
4.1主干网设计
4.2图书馆网络设计
4.3宿舍局域网设计
4.4教学楼区网络设计
4.5学院礼堂网络
五、无线校园网解决方案
室内无线局域网主要针对不方便进行大规模布线或不宜布设太多信息点的建筑，如：
图书馆、办公大楼、网络教室、会议室和报告大厅等，典型的无线校园网络整体解决方案如下：
在校园网各区域分别布设无线局域网络以后，用户可以将无线网卡直接插到笔记本电脑的PCMCIA插槽，或者通过USB适配器转接插到台式机的USB接口上，只需简单的设置就可以连接到校园网上，从而实现上网功能。
教师或者学生就可以在这些区域漫游使用，用户无需任何设置就可以在整个校园内连接到校园网上，从办公区到教学楼、从图书馆到宿舍都可以实现移动漫游连接互联网。
当前无线校园网解决的问题
1. 解决信息点流动的问题
一般来说，如教室、图书馆、会议室等地方一般是不可能布设太多信息点的，但是随着学生中笔记本电脑的普及和现代化教学的普及，上述场所往往在同一时刻有大量的电脑，而目前的有线校园网没有办法使学生们在这些区域上网。
采用无线方式，在有限的信息点上连接无线接入器，就可以轻松从一个信息点扩展到成百上千个信息点的应用。
2. 解决难以布线的问题
在实验室、体育馆、礼堂等地方是不宜布线的，但校园网的用户却有上网的需求，采用无线局域网，可以简化在这些区域网络实施，提供直径近200米的无线网络覆盖，用户可以在无线所覆盖的区域移动应用。
3.提高教学效率
教师和学生上课的时候不必再往返于图书馆、办公室、教室、宿舍，采用无线方案可以使老师和同学们在上述地方随意的检索图书馆的网上资料、服务器的教案、寝室电脑里的作业。
同时，为用户对校园网的其他资源的应用提供了更便利的条件，提高了资源的利用率。
4.节约成本
AP无线接入点可以使原来的一个信息点同时接入数十乃至数百个用户设备，布线的投资以及维护成本大大降低。
六、构建无线校园网络的基础架构
无线局域网（WLAN）技术大致有蓝牙（Bluetooth）、IEEE802.11系列、HiperLAN、HomeRF技术等。
目前得到广泛应用的较成熟的技术是IEEE802.11系列：
分为有IEEE802.11b、IEEE802.11b和IEEE802.11g。
其中，IEEE802.11b支持11Mbps共享接入速度，采用2.4GHzISM频段；IEEE802.11b技术，它采用了5GHz频段，其速率高达成54Mbps；而IEEE802.11g是一种混合标准，它即能适应IEEE802.11b标准，又符合IEEE802.11a标准，但技术不是很成熟。
综合目前技术情况考虑，IEEE802.11b无论是传输距离还是传输速率都占有优势，因此，大部分无线校园网可选择IEEE802.11b标准。
无线局域网的组成包括无线网卡、无线接入点（AccessPoint，简称AP）和无线天线，以及接入控制器AC和认证服务器AS。
无线局域网利用常规的局域网（如10/100/1000M以太网）及其互联设备（路由器、交换机）构成骨干支撑网。
利用无线接入点（AP）来支持移动终端（MT）的移动和漫游。
配有无线网卡的台式PC机、笔记本电脑或其他设备就可以与无线网络连接起来。
1、无线网卡
对于客户端，无线网卡作为无线网络的接口实现与无线网络的连接。
无线网卡根据接口类型的不同，主要有三种类型：
PCMCIA无线网卡、PCI无线网卡和USB无线网卡。
1）PCMCIA无线网卡仅适用于笔记本电脑，支持热插拔，可以非常方便地实现移动式无线接入。
2）PCI接口无线网卡适用于普通的台式计算机使用。
3）USB接口无线网卡适用于笔记本电脑和台式机，支持热插拔。
这种类型的网卡一般外置有天线，拆卸方便，是一种非常好的选择。
2、无线接点与无线网桥
无线接入点AP（AccessPoint）的作用是完成WLAN和LAN之间的桥接。
其作用类似于以太网中的集线器。
当网络中增加一个无线AP之后，即可成倍扩展网络覆盖直径。
根据产品特性，一个AP可以支持的接入计算机的数量相关很大，一般产品可供接入的计算机数目是30-40台，最多可以支持到100台左右。
由于无线AP基本上都拥有一个以太网接口，可以很方便与有线网络实现无缝连接。
许多无线AP还拥有代理服务器和路由功能，借助于ADSL或CableModem等连接，从而实现Internet接入共享。
无线网桥（Bridge）是在以太网之间提供高速、远距离（30Km以内）的连接。
一般用于连接两个或多个LAN（每个LAN位于不同建筑物内），适合高吞吐量的应用，以及有线难以铺设的场所和环境。
3、无线天线发射与接收
WLAN工作站也可漫游（Roaming）在不同的AP之间。
AP的覆盖理论上可达到约250m左右，在半开放性空间，或有间隔的区域，也只能达到30-50m左右。
由于微波是直线传播，所以微波都是小角度穿透几面墙体，墙体将减弱信号，如果墙体为钢筋混凝土，信号则会更弱。
所以，在实际情况下，都要加装外接增益天线（天线主要有全向和指向天线），对所接收或发送的信号进行增益，使距离到达更远、信号更强。
4、无线局域网接入控制器（AC）与认证服务器（AS）
无线局域网接入控制器（AC）是WLAN和IP骨干网和外部网络之间的接口网关。
在非802.1x的WLAN中，AC负责发起认证请求，监视用户实时使用情况并采集计费信息送入AS中进行计费。
认证服务器（AS）提供与WLAN无线接入区域之间的IP认证和计费信息接口。
AS、AC、AP之间使用标准的RADIUS协议传送认证、鉴权和计费信息。
AS能支持多个AC和AP，即能够同时满足大范围的WLAN接入需求。
七、无线校园网络的定位与应用
7.1、无线校园网的定位
学校对无线网络的要求集中在：
价格低廉，安装快捷，具有移动性和易用性，支持快速增长的用户需求，同时具备安全性。
针对无线校园网的设计需求，无线校园网不仅要满足性能、价格等各种要求，还提供了便利性，是有保护、可管理、且增强无线网络安全的网络。
第一，网络必须体现简单方便。
当用户试图连接到网络时，无线网络自动分析用户的网络配置，并提供连接，使用户直接连到网络而无需安装特殊的软件并更改自己的网络设置。
同时，网络必须完全兼容所有的电脑设备，不需要更改就能接入。
第二，网络必须考虑安全性。
1、所有常规有线网络存在的安全威胁和隐患都存在。
2、外部人员可以通过无线网络绕过防火墙，对内部网络进行非授权存取。
3、无线网络传输的信息没有加密或者加密很弱，易被窃取、窜改和插入。
4、内部信息点可以设置无线网卡为P2P模式与外部员工连接。
5、无线网络的安全产品相对较少，技术相对比较新。
第三，网络应该体现可管理性和可运营性。
无线校园网管理起来很方便。
对技术人员的要求不是很高，一般经过数天的培训都可以胜任。
网络的管理系统十分人性化，只需要花几分钟的时间便可以监控和管理整个无线网络的每一个AP和无线用户的情况。
根据本校本单位的实际情况，适当收费减轻学校的资金负担，应该是体现在网络的先进性和运营性。
通过AC和AS可以权监网络计费系统。
对于不同的局域网的应用环境与需求，无线局域网可采取不同的网络拓扑结构来实现互连：
1、网桥连接型：
不同的局域网之间互连时，由于物理上的原因，若采取有线方式不方便，则可利用无线网桥的方式实现二者的点对点连接，无线网桥不仅提供二者之间的物理与数据链路层的连接，还为两个网的用户提供较高层的路由与协议转换。
2、基站接入型：
当采用移动蜂窝通信网接入方式组建无线局域网时，各站点之间的通信是通过基站接入、数据交换方式来实现互连的。
各移动站不仅可以通过交换中心自行组网，还可以通过广域网与远地站点组建自己的工作网络。
3、Hub接入型：
利用无线Hub可以组建星型结构的无线局域网，具有与有线Hub组网方式相类似的优点。
在该结构基础上的无线局域网，可采用类似于交换型以太网的工作方式，要求Hub具有简单的网内交换功能。
4、无中心结构：
要求网中任意两个站点均可直接通信。
此结构的无线局域网一般使用公用广播信道，MAC层采用CSMA类型的多址接入协议。
7.2、无线校园网络的实施方案
根据无线网络的特点，依照学校本身环境的结构和特点，线网络的实施可应用在两大方面：
其中一是室内教学环境；另外一个是室外校园环境。
无线网络可以原有的有线校园网基础扩建，也可直接进行分步实施进行完全无线链接。
1、室内环境的无线网络实现
在室内部署WLAN的第一步是要确定AP的数量和位置。
也就是要将多个AP形成的各自的无线信号覆盖区域进行交叉覆盖，各覆盖区域之间无缝连接。
所有AP通过双绞线与有线骨干网络相连，形成以有线网络为基础，无线覆盖为延伸的大面积服务区域。
所有无线终端通过就近的AP接入网络，访问整个网络资源。
覆盖区的间隙会导致在这些区域内无法连通。
安装人员可以通过地点调查来确定AP的位置和数量。
地点调查可以权衡实际环境（如教室的面积等）和用户需求，考虑到教学环境对网络带宽、网络速度的要求，这包括覆盖频率、信道使用和吞吐量需求等。
多个AP通过线缆连接在有线网络上，使无线终端能够访问网络的各个部分。
通常情况下，一个AP最多可以支持多达80台计算机的接入，当然，数量为20~30台时工作站的工作状态最佳，AP的典型室内覆盖范围是30~100m。
根据教室和会议厅的大小，可配置1个或多个无线接入点。
无线局域网在室外主要有以下几种结构：
点对点型、点对多点型、多点对点型和混合型:
1）点对点型
该类型常用于固定的要联网的两个位置之间，是无线联网的常用方式，使用这种联网方式建成的网络，优点是传输距离远，传输速率高，受外界环境影响较小。
2）点对多点型
该类型常用于有一个中心点，多个远端点的情况下。
其最大优点是组建网络成本低、维护简单；其次，由于中心使用了全向天线，设备调试相对容易。
该种网络的缺点也是因为使用了全向天线，波束的全向扩散使得功率大大衰减，网络传输速率低，对于较远距离的远端点，网络的可靠性不能得到保证。
3）混合型
这种类型适用于所建网络中有远距离的点、近距离的点，还有建筑物或山脉阻挡的点。
在组建这种网络时，综合使用上述几种类型的网络方式，对于远距离的点使用点对点方式，近距离的多个点采用点对多点方式，有阻挡的点采用中继方式。
2、室外环境的无线网络实现
1）设备的选择：
AP、无线全向天线、无线定向天线。
全向天线：
在所有水平方位上信号的发射和接收都相等。
定向天线：
在一个方向上发射和接收大部分的信号。
2）室外考虑因素
与教室、会议室不同的是，在校园区室外配置无线接入点要复杂一些，要把各自成一个局域网而又有一定距离的各栋楼房连接起来。
在网络的每一端接入AP，并在距离远或信号弱地方，同时外接高增益天线，这样就可以实现几公里以内的两个网段之间的互联了。
根据实际情况，校园无线网络应用的实现通常出现在以下这几个方面。
1、办公室：
教师利用便携式电脑准备讲课稿；
2、课堂/教室：
教师利用笔记本电脑演示课件，学生利用终端访问课件或校园网络信息资源；
3、宿舍：
学生课外访问学习参考资源；访问Internet,学习更多知识；
4、草坪绿地：
户外环境实现轻松学习；
5、会议培训室：
利用笔记本参加会议交流；
6、阅览室：
利用笔记本访问特有资源教学楼无线覆盖。
7、计算机实验室：
可以采用有线或无线的连接。
八、无线校园网络的发展前景
综上所述，面对校园网络的需求，随着无线设备技术的日趋成熟，人们逐渐
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